• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.1-7
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• 2016

수도권 대기관리권역 내에서 발생되는 휘발성 유기화합물(VOCs)를 규제하고 있다. VOCs는 산업 활동 및 일상생활에서 많이 쓰이고 있는 유기용제에서 발생되고 있다. 특히 주거지역과 인접하게 위치하고 있는 도장 공정에서는 다량의 유기용제를 사용하고 있으며, 그에 대한 영향이 크게 나타날 것으로 예상된다. 도장 공정에서 배출되는 VOCs을 제거하기 위하여 다양한 기술이 개발되고 있다. 최근 플라즈마를 이용하여 유해 VOCs를 고온에서 분해하는 공정이 제시되었는바, 본 연구에서는 반응기 설계에 앞서 전산유체역학기법을 사용하여 초고온 공정 수치해석을 실시하였다. 수치해석은 질량과 운동량에 대한 보존 방정식과 에너지 보존 방정식을 이용하였다. 원심력 반응기의 내부 유체유동은 내측 벽면을 타고 강한 선회류를 형성하면서 하부로 하강하는 것을 알 수 있었다. 플라즈마에 의한 고온 가스는 반응기 하부까지 영향을 주지만, 방사형 방향(radial direction)의 열전달은 거의 없는 것으로 나타났다. 시험용 VOCs인 톨루엔에 대한 분해효율을 계산한 결과, 반응기 전체에 대하여 67%가 얻어졌으며, 이는 실제 플라즈마를 이용한 실험실 규모의 실험 결과치인 약 70% 와 비교적 유사하게 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.245-245
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• 2012

Syntheses of oxide supported metal catalysts by wet-chemical routes have been well known for their use in heterogeneous catalysis. However, uniform deposition of metal nanoparticles with controlled size and shape on the support with high reproducibility is still a challenge for catalyst preparation. Among various synthesis methods, arc plasma deposition (APD) of metal nanoparticles or thin films on oxide supports has received great interest recently, due to its high reproducibility and large-scale production, and used for their application in catalysis. In this work, Au and Pt nanoparticles with size of 1-2 nm have been deposited on titania powder by APD. The size of metal nanoparticles was controlled by number of shots of metal deposition and APD conditions. These catalytic materials were characterized by x-ray diffraction (XRD), inductively coupled plasma (ICP-AES), CO-chemisorption and transmission electron microscopy (TEM). Catalytic activity of the materials was measured by CO oxidation using oxygen, as a model reaction, in a micro-flow reactor at atmospheric pressure. We found that Au/$TiO_2$ is reactive, showing 100% conversion at $110^{\circ}C$, while Pt/$TiO_2$ shows 100% conversion at $200^{\circ}C$. High activity of metal nanoparticles suggests that APD can be used for large scale synthesis of active nanocatalysts. We will discuss the effect of the structure and metal-oxide interactions of the catalysts on catalytic activity.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.701-706
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• 2008

이송식 아크 열플라즈마를 이용하여 벌크상태의 니켈을 증발시킨 후 급속한 냉각과정을 거쳐 니켈 나노입자를 합성하였다. 플라즈마에 의해 질소가 용이하게 해리되어 용융된 니켈속으로 용해되고 과포화된 질소원자는 질소 분자로 가스화반응을 하여 반응열을 발산하는데 그 반응열에 의해 다량의 니켈증기가 생성된다. 생성된 니켈증기는 희석가스와 냉각가스를 이용하여 나노 입자 크기의 니켈분말로 제조된다. 희석가스 유량이 증가할수록 입자크기는 감소하였으며 그 분포경향이 작은 크기에서 좁게 나타났다. 평균입자크기는 희석가스 유량이 250 l/min에서 202 nm로 분석되었으며 모든 입자는 250 nm 이하 크기에서 존재함을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.485-490
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• 2011

사불화탄소($CF_4$)는 반도체 제조공정에서 에칭과 반응기 세척에서 사용되어온 가스이다. $CF_4$는 적외선을 강하게 흡수하고 대기 중 잔류시간이 길어서 지구온난화에 영향을 미치기 때문에 고효율의 분해가 필요하다. 본 연구에서는 플라즈마와 워터젯을 결합하여 워터젯 글라이딩 아크 플라즈마 시스템을 개발하고, 이를 이용하여 $CF_4$를 고효율로 분해할 수 있도록 방전영역을 증가시키고 다량의 OH 라디칼을 생성시킬 수 있는 최적의 조업 조건을 결정하였다. 공정 실험 변수로는 워터젯 주입량, $CF_4$ 초기 농도, 전체 가스량과 주입에너지량(SEI : Specific energy input)을 선정하였다. 변수실험을 통하여 워터젯 주입량이 25.5 mL/min, $CF_4$ 초기 농도 2.2%, 전체 가스량 9.2 L/min, SEI 7.2 kJ/L일 때 $CF_4$ 분해율은 최고 97%까지 도달하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1736-1741
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• 2003

The characteristics plasma flow of an atmospheric plasma torch used for thermal plasma processing is studied. In general, it is produced by the arc-gas interactions between a cathode tip and an anode nozzle. The performance of non-transferred plasma torch is significantly dependent on jet flow characteristics out of the nozzle. In this work, the distribution of gas flow that goes out to the atmosphere through a plenum chamber and nozzle is analyzed to evaluate the performance of atmospheric plasma torch. Numerical analysis is carried out with various angles of an inlet flow which can create different swirl flow fields. Moreover, the size of plasma plume is experimentally depicted.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권1호
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• pp.9-20
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• 2012

A brief review on the thermal plasma synthesis of nano-sized powders is presented according to the application materials, such as, metals, ceramics, glasses, carbonaceous materials and other functional composites, such as, supported metal catalyst and core-shell structured nano materials. As widely adopted plasma sources available for thermal plasma synthesis of nanosized powders, three kinds of plasma torches, such as transferred and non-transferred DC and RF plasma torches, are introduced with the main features of each torch system. In the basis of the described torch features and the properties of suggested materials, application results including synthesis mechanism are reviewed in this paper.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제2권2호
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• pp.1-4
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• 2001

Urgency of using plasma-energy technologies in power industry, is outlined, increasing of economical efficiency, decreasing of energy consumption and decreasing of environmental pollution, are shown, scientific and technical bases for plasma-energy technologies of fuel utilisation, are designed, results of theoretical, experimental and rig investigations of processes of plasma ignition, gasification, thermochemical preparation for burning and combined processing of coals, are presented, results of realisation of plasma technologies of residual-oil-free (mazout) pulverised-coal boiler kindling, lighting of torch and stabilisation of luid slagging in furnaces with removal of fluid slag, are described.

• 한국진공학회지
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• 제12권S1호
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• pp.46-48
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• 2003

The modification of metal surface by ion implantation with MEVVA ion implanter and thin film deposition with filtered vacuum arc plasma device is introduced in this paper. The combination of ion implantation and thin film deposition is proved as a better method to improve properties of metal surface.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2012년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.311-312
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• 2012

PEO(Plasma Electrolytic Oxidation) 방법으로 인한 마그네슘 합금의 산화막 코팅시 Sodium Aluminate의 역할을 알아보았다. 전해액 내에 Sodium Aluminate 의 농도가 증가할수록 Plasma arc 발생에 필요한 전압의 상승이 빨라졌으며 그 산화막이 치밀해짐을 알 수 있었다. 또한 치밀한 산화막의 기공률은 분석하여 이를 내식성 결과와 비교함으로써 산화막의 기공률이 내식성에 미치는 영향을 고찰해보았다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제27권3호
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• pp.246-252
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• 2016

본 논문에서는 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge: DBD) 플라즈마에 의한 monostatic RCS 감소 특성을 측정하였다. Monostatic 레이다 단면적(radar cross section: RCS) 교정을 위하여 서로 다른 크기의 금속 평판을 사용하여 산란계수(scattering parameter)를 측정하였고, 그 결과 0.4 dB 이내의 오차를 보였다. DBD 플라즈마에 의한 monostatic RCS 감소 특성을 측정하기 위해 DBD 플라즈마 발생기 뒤에 금속 평판을 배치하였다. 금속 평판과 플라즈마 발생기 사이에 아크 방전(arc dischrage)이 일어나는 것을 방지하기 위해 금속 평판과 DBD 플라즈마 사이의 간격을 띄워 측정을 진행하였다. 그 결과 7.4 GHz에서 monostatic RCS가 최대 약 3 dB 감소하였다.